高 彬
(太原市市政工程设计研究院，山西太原 030002)
随着城市交通量激增，在道路交叉口或铁路轨道处常常需要建设地下立体通道。地下通道由于要满足车辆通行的净空要求，通道最低点处的地面往往比周边地面要低2 m～8 m，因此地道雨水一般难以依靠重力排入周边雨水系统。另一方面，地道往往是交通的“咽喉”部位，交通量大，出现问题容易造成严重的群体性事件。因此地下通道排水是市政道路排水设计的重中之重，其设计应引起足够的重视。
1 排水系统的选择
地道排水系统的选择一般应视地道最低点与周边排水设施的高差情况，选用重力自排系统或泵站抽排系统。高程允许的情况下，当然是选取自排系统。如果周边雨水系统高程不能接入或接入条件不好，则应采取设泵站抽排。不管采用哪种方式，最重要的是要确保排水系统出口的可靠。
2 设计参数的选取
众所周知，立交地道排水设计标准高，这种高标准主要表现在以下四个设计参数的选取上。
2.1 设计重现期高
按照最新的GB 50268-2006室外排水设计规范(2014版)规定，一般区域重现期为2年～5年，地道排水不小于10年，一般为20年～50年，特别重要地区甚至可采用100年一遇。
2.2 汇水面积合理划分
立交地下通道的汇水范围一般包括地道及周边引道等下凹区域。汇水面积一般从周边区域的分水岭开始计算下凹面积，此外还应根据周边道路地势情况考虑50 m～100 m范围雨水溢流进地道的可能。最后还应参照建筑屋面排水的规定，加上地道外引道挡墙的一半面积。这一点常被设计者所忽视，考虑侧向飘雨情形，是应该计算进去的。
许多地下通道被水淹的重要原因是周边的水灌进通道造成的，特别是超标暴雨时，周边出现积水，“水往低处流”，雨水自然就往地道汇集，这也是地道排水设计的一个关键，即防止外水进入，尽量缩小抽排范围。要减少外部水汇入通道，主要措施有两点:1)道路设置变坡点，尽可能将水拦在地道外;2)设置横截沟，常常在高处和低处各设一道，坡道长时还应增加一道，横截沟的雨水尽量接入通道外部的排水系统。
2.3 径流时间短
按照最新的GB 50268-2006室外排水设计规范(2014版)规定，地面流行时间为2 min～10 min，地道引道坡度大，坡长一般为150 m～300 m，流行时间可取2 min～5 min。
2.4 径流系数高
一般区域根据地表植被情况，综合径流系数常取0.5～0.65，地道汇水范围内硬化面积占比高，综合径流系数常取0.8～1.0。
2.5 泵站规模的合理确定
地下通道排水标准高，但泵站规模并不是越大越好。泵站规模过大，不但造成进出水管路系统、泵站土建、设备等费用及占地增加，而且“大马拉小车”不利于泵站的运行管理，同时水泵的频繁启动、关停对设备电机都会非常有害。
3 地道排水泵站的设计
采用泵站抽排是大多数立交地下通道必须采取的排水方式。与其他雨水泵站相比，立交地道雨水泵站的设计有几处应引起注意。
3.1 地道排水泵站的形式
根据泵站与地道的位置关系，可分为合建式和分建式。合建式是指泵站设置在地道内或临近通道。合建泵站的优点是泵站紧邻通道低点，进水管路简单，不需要单独占地，缺点是管理不便，需要较高的自动化管理水平，暴雨时泵站易被水淹，运行可靠性较低。分建泵站是指泵站单独建在地道外部合适的地方。分建泵站的优点是泵站维护管理方便，不易被水淹，运行可靠性高，缺点是需要单独占地，进水管路较长。在条件许可情况下，应优先采用分建式泵站。
3.2 集水池的设计
按照《室外排水设计规范》规定，泵站集水池的有效池容应“不应小于最大一台水泵30 s的出水量，而污水泵站则为最大单台水泵5 min的抽水量”，这样区别规定主要是考虑雨水泵站进水管系统容积较大，能缓冲较大水量。实际上许多地下立交通道泵站的进水管并不长，难以起到规范所谓的缓冲作用。实际设计时应结合“单台水泵每小时启动次数不应超过6次”，合理确定集水池有效池容。另外，集水池容易淤积，设计时除避免池体的死角，底部还应考虑设置不小于0.01的坡度，及清淤措施。
3.3 格栅的选取
按照《室外排水设计规范》规定，水泵前应设置格栅。地下通道泵站受周边景观要求往往需设置成全地下形式。地下泵站中，粉碎性格栅相比普通格栅而言，不存在栅渣清运等问题，在排放水体环保要求许可的情况下常常采用。在设计流量较小时，也可采用自动搅拌切割无堵塞水泵而取消格栅。
3.4 水泵的选型
地下通道立交泵站一般规模不大，大致在0.2 m3/s～1.5 m3/s，其净扬程大多在2 m～8 m范围内。而地下通道泵站受到占地、与周边景观协调等限制，往往采取全地下结构，水泵的运行管理维护都很不方便。潜水污水泵因具有结构紧凑、占地小、安装维护简单、运行方便可靠等诸多优点而被采用。为减少工程投资和方便管理，同时还要适应抽排雨水量的变化，地下立交通道泵站一般可选2台～4台同一型号水泵，并联或交替运行。
3.5 备用泵的设置
按照《室外排水设计规范》规定，“雨水泵房可不设备用泵，立交道路的雨水泵房可视泵房重要性设置备用泵”，而《城镇给水排水技术规范》规定，“道路立体交叉地道和为大型公共地下设施设置的雨水泵站应设置备用泵”，由于后者为强制性条文，所以立体道路通道泵站必须设置备用泵。备用泵不但可用作工作泵的备用，也可用来应对超标暴雨，但应注意与泵站进出水管系统的匹配，并应根据流量变化校核水泵扬程是否足够。
3.6 供电保证
地道排水泵站供电负荷一般为二级，特别重要的为一级，双电源设计。在当前的实际建设中，泵站供电很难保证双电源，许多泵站因为供电问题在雨季不能启泵，造成严重的积水问题。如果在单个泵站内设置自备电源，一方面花费巨大，另一方面由于使用频率低，常疏于管理，真正需要时又难以派上用场。所以各个城市排水泵站的管理部门应结合城市供电的实际情况，配置车载移动电源，在周边区域停电情况下能够保证泵站的应急供电。
4 工程实例
某市中环路主线下穿现状铁路，下穿通道净空4.5 m，通道最低点低于周边排水系统，无法重力自排。设计采取泵站抽排方案，泵站为分建式全地下形式。根据当地暴雨强度公式，按重现期10年，抽排服务面积0.8 ha，综合径流系数取0.9，地面流行时间取5 min，计算最大排水量为0.37 m3/s，泵站规模取0.4 m3/s。在通道坡道外侧设置横截沟将外水截至自排雨水系统，坡道采用边沟收水，在最低点处增设多篦雨水口以加强收水，边沟和雨水口均接入一根d800进水管引入泵站集水池。在进水渠道上设置一道粉碎性格栅，集水池内设置3台潜污泵，两用一备，水泵型号为250TQW-800-12-45，额定流量800 m3/h，扬程12 m，电机功率45 kW。泵站共用一根DN600出水管，直接抽排河道。泵站建成后经过雨季试运行，通道内基本无积水现象。
总之，地下通道的排水设计必须依据现行国家规范要求，充分考虑泵站在实际运行过程中的各种工况，在坚持高标准和可靠性的同时，合理地选取各个设计参数，灵活处理各种实际问题。
［1］GB 50014-2006，室外排水设计规范(2014版)［S］.
［2］GB 50788-2012，城镇给水排水技术规范［S］.
［3］张建新，吕 锐.下穿式道路立交雨水泵站设计参数探讨［J］.给水排水，2012，38(1):30-32.
［4］黄涛涛.关于城市立交道路排水设计特点及方法的分析［J］.建材与装饰，2012(6):277-278.
